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第二节
分散介质

分散介质是液体制剂中一大类必不可少的重要药用辅料,一般将使药物以成分子或离子分散状态(如溶液型和胶体溶液型药剂)的液体分散介质称为溶媒或溶剂(solvents);将使药物以成微粒分散状态(如乳浊液型药剂)的液体分散介质称为分散媒、外相或连续相,它不发生溶解作用,故不宜称为溶剂。

本章所指的液体分散介质,是指直接用于药物剂型中起溶解、分散、浸出作用的液体分散介质。此外,液体分散介质还包括制剂制备工艺中临时使用的液体分散介质,如薄膜包衣物料的溶剂等。

一、分散介质的作用

1.溶解作用 作为溶剂的分散介质其溶解作用的实质是溶剂分子克服溶质分子间的内聚力,或溶剂分子与溶质分子间结合力大于溶质分子间的内聚力,使溶质以分子或离子态分散在溶剂中,形成均相溶液的过程。一般情况下,溶剂在液体制剂中所占比例较大,并存留在最终产品中。

2.分散作用 不发生溶解作用的液体分散介质,主要用于混悬型和乳浊型的各类液体药剂。这种液体分散体系的液体制剂,其介质保留于最终制剂中。

3.浸出作用 液体分散介质在浸出药剂中作浸出溶剂即萃取溶剂使用,作为浸出溶剂使用的分散媒,其作用对象是生药材、药材饮片、脏器组织或发酵物,一般要经过“浸润-溶解-扩散-置换”的浸出过程。有的溶剂存留在最终产品中,如中药口服合剂;有的只起浸出作用,在最终产品中将被除掉,如中药固体制剂在有效物质基础提取的时候常采用水或乙醇,但最终产品中不含水或乙醇。

二、分散介质的分类

主要按其化学性质及毒性进行分类。

其中按化学性质分类可分为极性、半极性和非极性溶剂,这种分类便于根据“相似者相溶”原则选用适宜的溶媒。

按毒性分类可根据毒性大小分为一类、二类、三类和四类溶媒。

此外,还可根据分散介质组成的不同,将其分为水性溶剂(如水以及不同含水量的乙醇等)和非水性溶剂(如乙醇、甘油、丙二醇、苯甲醇等);也有根据液体制剂的给药途径不同,将分散介质分为外用、口服和注射给药分散介质。

三、液体分散介质的选用

(一)分散介质的质量要求

优良的分散介质应具有的条件是:

1.应经过适当的安全性评价,无毒、副作用小、无刺激性、无嗅味。

2.对药物具有较好的溶解性和分散性。

3.应具有良好的物理化学稳定性,不影响主药的药理作用。

4.不影响制剂的鉴别、检查和含量测定。

5.应价廉、易得。

但同时具备这些条件的溶剂很少,应灵活掌握,恰当选用。特别注意混合溶剂的使用。

(二)分散介质选用原则

1.根据分散介质本身性质进行选择 考虑该溶剂本身的性质,如活性、毒性、稳定性,以及其物理性质,如密度、黏度、混溶性和极性等,进行综合和全面的评价。

2.根据药物理化性质进行选择 根据“相似相溶”原则,选择与溶质极性强弱相应的溶剂。一般来说,溶质极性大的选用极性溶剂,如水、不同浓度的乙醇溶液等;半极性溶质选用半极性溶剂,如丙酮、丙二醇等;难溶于水的非极性溶质应选用非极性溶剂,如石油醚、乙醚等。也可利用半极性溶剂的诱导偶极特性,选用复合(混合)溶媒或潜溶剂,如不同比例的乙醇-丙二醇、乙醇-甘油等混合溶剂。

3.根据药物的给药途径进行选择

(1)对于口服制剂,应选用可口服、无毒性、无刺激性,并符合药用质量标准的溶剂,如纯化水、乙醇等。

(2)对于外用制剂,凡符合药用质量标准的溶剂均可用,但应注意溶剂的刺激性和过敏性。常用的外用溶剂有纯化水、乙醇、甘油等。

4.根据药物的剂型进行选择 药物剂型的不同,选用分散介质也不同。比如对于某些混悬液,其属于热力学不稳定的粗分散体系,混悬剂中药物微粒一般在0.5~10μm,故对药物溶解度须进行调节,使粒度达到混悬要求,所用分散介质大多数为水,也可用植物油,如复方氢氧化铝混悬液。对于甘油剂,其分散介质大多为甘油,如碘甘油、硝酸甘油等。

5.其他 分散介质在各制剂中所起作用不同,故对液体分散介质的选择有相应要求。如作为包衣材料、成膜材料、囊膜材料的分散介质,一般要求易挥发,加热易除去等。用于原生药有效成分浸出或萃取分离有效成分,而不含在最终制剂中的溶媒至少应具备前三个条件,但应尽可能使用低毒溶剂,即国际上通用的第三类或第四类溶剂,禁止使用第一类溶剂,避免使用第二类溶剂,且尽最大限度浸出或萃取出药材中的有效成分,最低限度浸出无效成分,不浸出有害成分,并容易从浸出物中分离或除去。

四、液体分散介质的常用品种

水(饮用水 纯化水)
water

【分子式与分子量】 分子式为H 2 O;分子量为18.02。

【结构式】 H-O-H

【来源与制法】

1.饮用水(potable-water) 制药用水的原水通常为饮用水,其质量必须符合现行中华人民共和国国家标准《生活饮用水卫生标准》。可作为药材净制时漂洗、制药用具粗洗用水。除另有规定外,也可作为饮片的提取溶剂。

2.纯化水(purified water) 为饮用水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜方法制备的制药用水。不含任何添加剂,其质量应符合《中国药典》2015年版二部所收载纯化水项下的规定,CAS号:7732-18-5。

【性状】 无色的澄清液体;无臭。

【作用与用途】 能与乙醇、甘油、丙二醇等溶剂任意比例混合,能与多数极性溶剂及电解质混溶或溶解,不能被多数非极性溶剂溶解。能溶解绝大多数无机盐类和有机药物,能溶解药材中的生物碱盐、苷类、糖类、树胶、黏液质、鞣质、蛋白质、酸类及色素等。

【使用注意】 制药用水包括饮用水、纯化水、注射用水(详见第四章)、灭菌注射用水(详见第四章)。一般应根据各生产工序或使用目的与要求选用适宜的制药用水。药品生产企业应确保制药用水的质量符合预期用途的要求。

【质量标准来源】 《中国药典》2015年版二部、四部。

乙醇
ethanol

【别名】 酒精。

【分子式与分子量】 分子式为C 2 H 6 O;分子量为46.07。

【结构式】 CH 3 CH 2 OH

【来源与制法】 用某些碳氢化合物或富含淀粉、糖类的物质,或乳糖、纤维浆粕,经酶水解,控制发酵,获得的发酵液经分馏,可得94.9%~96.0%(V/V,体积分数)的乙醇;也可由乙烯、乙炔化学合成。

【性状】 本品为无色澄清液体;微有特殊嗅味;易挥发,易燃烧;燃烧时显淡蓝色火焰;加热至约78℃即沸腾。

【作用与用途】 乙醇为半极性溶剂,溶解性能介于极性与非极性溶剂之间,能与水、甘油、三氯甲烷或乙醚任意混溶;与水混合时,体积缩小,同时温度升高,无水乙醇易从空气中吸收水分,可作为:

(1)浸提溶剂 各种中药成分在乙醇中的溶解度随乙醇浓度的变化而变化,故经常利用不同的浓度选择性浸提有效成分。

(2)溶剂 乙醇可以溶解水溶性成分,如生物碱及其盐、糖类、苷类等;又能溶解非极性成分,如树脂、挥发油、内酯等。

(3)抑菌剂 液体制剂中乙醇含量达20%以上时具有抑菌作用。在药剂中可用作抑菌剂和消毒杀菌剂;使用时应根据需要选择适宜的浓度。

【常用品种】

1.无水乙醇(anhydrous alcohol) 含C 2 H 5 OH不得少于99.5%(V/V)。

2.变性乙醇(denatured alcohol) 本品是由乙醇加入规定的变性剂而制得。变性分为挥发和不挥发两类。作为溶剂,配制制剂时,如是挥发性变性剂,不得留在最终制剂中。如配制的是局部外用制剂,则可以含有特定的变性乙醇,其变性剂可以是一般的或特定的。

3.稀乙醇(diluted alcohol) 为水和乙醇的混合物。制法为取乙醇529mL,加水稀释至1000mL,即得。本液在20℃时含C 2 H 5 OH应为49.5~50.5%(V/V)。

【使用注意】

1.乙醇具有一定的药理作用,价格较贵,作浸提溶剂使用时乙醇的浓度以能浸出有效成分,满足制备目的为度。

2.乙醇具有挥发性、易燃性,爆炸限度为3.3%~19.0%(V/V,在空气中),生产中应注意安全防护。宜避热、避光、防火、密闭贮存。运输本品的专用贮桶,应避免静电接触。如遇着火,可采用泡沫、二氧化碳、干粉等灭火。

【质量标准来源】 《中国药典》2015年版四部。CAS号:64-17-5。

【应用实例】十滴水

处方:樟脑25g,干姜25g,大黄20g,小茴香10g,肉桂10g,辣椒5g,桉油12.5mL。

制法:以上七味,除樟脑和桉油外,其余干姜等五味粉碎成粗粉,混匀,用70%乙醇作溶剂,浸渍24小时后进行渗漉,收集渗漉液约750mL,加入樟脑和桉油,搅拌使完全溶解,再继续收集渗漉液至1000mL,搅匀,即得。

功能与主治:健胃,祛暑。用于因中暑而引起的头晕、恶心、腹痛、胃肠不适。

注解:本品收载于《中国药典》2015年版一部。

本品属于酊剂(tinctures),应符合酊剂项下有关规定(《中国药典》2015年版四部通则0120)。处方中干姜、大黄、小茴香、肉桂等五味药中的主要化学成分挥发油(如樟脑、桉油等)、醌类物质易溶解于70%乙醇中,故选择其作为溶媒。

甘油
glycerol

【别名】 glycerin;1,2,3-丙三醇,1,2,3-propanetriol。

【分子式与分子量】 分子式为C 3 H 8 O 3 ;分子量为92.09。

【结构式】

【来源与制法】 本品可由油脂皂化水解而制得,或在大量亚硫酸盐存在下,由甜菜糖浆发酵而得。

【性状】 本品为无色、澄清黏稠液体;味甜;有引湿性;水溶液(1→10)显中性反应。与水或乙醇能任意混溶,在丙酮中微溶,在三氯甲烷或乙醚中均不溶。

【作用与用途】 本品在药剂中作润滑剂、湿润剂,浓度≤30%;作薄膜包衣增塑剂,视情况而定;作液体药物制剂的防腐剂,浓度20%以上;作注射剂或胃肠道用药溶剂,浓度≤50%;在高浓度乙醇制剂中作甜味剂,浓度≤20%;也可作微乳的助乳化剂。

【使用注意】 本品与强氧化剂如三氧化铬、氯酸钾、高锰酸钾等研磨可能会发生爆炸;在稀溶液中反应缓慢,生成氧化物;在阳光下遇氧化锌和硝酸铋变成黑色。

【质量标准来源】 《中国药典》2015年版四部。CAS号:56-81-5。

【应用实例】 碘甘油

处方:碘10g,碘化钾10g,水10mL,甘油适量,制成1000mL。

制法:取碘化钾,加水溶解后,加碘,搅拌使溶解,再加甘油使成1000mL,搅匀,即得。

作用与用途:消毒防腐剂。

注解:本品属于甘油剂(glycerina),即药物溶于甘油制成专供外用的溶液剂,是一种非水溶剂的液体制剂。甘油剂的制备常用溶解法与化学反应法,如碘甘油、硝酸甘油等。

碘难溶于水,可溶于乙醇、甘油和碘化钾水溶液。本品配制时应先用水将碘化钾溶解,然后加入碘溶液,再加入适量甘油,碘化钾为助溶剂,碘与碘化钾在水溶液中形成络合物而起助溶作用。本品应用甘油溶液使其作用缓和,并可延长药物与局部接触时间。碘的水溶液对黏膜有刺激作用或腐蚀作用,本品不宜用水稀释,必要时用甘油稀释以免增加刺激性。

丙二醇
propylene glycol

本品为无色澄清、黏稠液体;无臭;有引湿性;与水、乙醇或三氯甲烷能任意混溶。相对密度在25℃时为1.035~1.037。CAS号:57-55-6。

丙二醇具有甘油的优点,但毒性和刺激性均较小,溶解度好,可溶解多种有机药物,如维生素A、维生素D、磺胺类药、大多数生物碱和局部麻醉剂,已广泛用作溶剂,作口服液溶剂浓度为10%~15%。一定比例的丙二醇和水混合液能延缓某些药物的水解,增加其稳定性。一定浓度的丙二醇的水溶液对药物在皮肤和黏膜有促渗透作用。抑菌能力与乙醇相似,抗真菌能力低于乙醇,与甘油相似。此外,丙二醇在药剂中还用作潜溶剂、润湿剂和保湿剂等,也可作为有机合成的原料。

脂肪油

脂肪油是由各种含脂肪酸的甘油酯组成,常用的有麻油、大豆油、花生油、玉米油、棉籽油等,橄榄油也有应用。

脂肪油是一类非极性溶剂。不溶于水,微溶于醇。能溶解油溶性药物如激素、挥发油、游离生物碱、树脂、油树脂及一些醇、酮或醛类等许多芳香族药物。

脂肪油多为外用制剂的溶剂,如洗剂、搽剂、滴鼻剂等。因其浸出范围不太广,且黏稠度较大,除少数干燥药材中的有效成分能为其所溶解外,一般不用脂肪油作浸提溶剂。为增加药物在油中的溶解,扩大药物溶解范围,可在油中添加适宜的潜溶剂,如苯甲酸苄酯、乳酸乙酯等。

由于脂肪油中常含有游离脂肪酸、色素、水分、植物蛋白和细胞杂质等,在贮藏时长时间与空气、光线接触往往发生化学变化,容易酸败,产生特异的刺激性臭味。

现对脂肪油常用品种麻油和大豆油进行简介,如表3-2。

表3-2 脂肪油常用品种

【应用实例】烫伤油

处方:马尾连93g,紫草62.4g,黄芩93g,冰片5g,地榆62.4g,大黄62.4g。

制法:以上六味,取马尾连、大黄、紫草、地榆、黄芩用麻油1300g浸泡24小时后炸至枯黄,滤过,立即加入蜂蜡20g,待油温降至60℃左右,加入冰片,搅拌使溶解,降至室温,加入苯酚4.5mL,搅匀,即得。

功能与主治:清热解毒,凉血祛腐止痛。用于Ⅰ、Ⅱ度烧烫伤和酸碱灼伤。

注解:本品收载于《中国药典》2015年版一部。

紫草中主要有效成分为紫草素,具脂溶性,易溶于乙醇、脂肪油等非极性溶剂。故本品选用麻油作分散介质。本品也可以选大豆油为浸出溶媒。

除以上常用的分散介质外,还有以下常用品种。见表3-3。

表3-3 其他分散介质

五、中药制剂前处理用辅料

中药制剂是以中药材为原料制备的各类制剂的统称。按照药理作用和组成性质,药材成分可分为有效成分、辅助成分、无效成分和组织物质。中药制剂的前处理即选用适当的辅料和工艺,提取药材中的有效成分或有效部位,尽量除去无效成分或组织物质,然后进行分离纯化。传统的中药有效成分或有效部位的提取方法主要为溶剂浸出法,如热水浸提法和乙醇浸提法。

中药制剂前处理用辅料,主要包括提取用辅料和浸出辅助剂,以及絮凝剂、澄清剂等用于分离纯化的辅料。

(一)提取用辅料

浸出中药制剂提取辅料主要指浸出溶剂。常用的浸出溶剂如下。

1.水 水为最常用的浸出溶剂。水是一种极性溶媒,且无药理作用,作为溶剂经济易得,溶解范围广,对于极性物质都有不同的溶解性能。药材中的生物碱盐、苷、水溶性有机酸、氨基酸、黏液质以及部分糖、蛋白质、鞣质、树胶、色素、酶等都能被水浸出。挥发油微溶于水,也能被水部分浸出。树脂、脂肪油及其他脂溶性成分能被水少量浸出。其缺点是浸出范围广,不利于选择性浸出,容易浸出大量无效成分,给制剂滤过带来困难,制剂色泽欠佳、易于霉变,不易贮存;能促进某些有效成分的水解或氧化、分解等。

2.乙醇 乙醇为仅次于水的常用浸出溶剂。乙醇为半极性溶剂,能与水以任意比例混溶。经常利用不同浓度的乙醇有选择性地浸提药材有效成分。一般乙醇含量在90%以上时,适于浸提挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等;乙醇含量在50%~70%时,适于浸提生物碱、苷类等;乙醇含量在50%以下时,适于浸提苦味质、蒽醌类化合物等;乙醇含量大于40%时,能延缓许多药物,如酯类、苷类等成分的水解,增加制剂的稳定性;乙醇含量达20%以上时具有防腐作用。在酸性溶液中,乙醇与氧化剂可起剧烈反应;与碱混合可使色泽变深;能使有机盐或阿拉伯胶、蛋白质等从水溶液或分散液中沉淀。

3.三氯甲烷 三氯甲烷是一种非极性溶剂,在水中微溶,与乙醇、乙醚能任意混溶。能溶解脂肪油、挥发油、树脂、蜡质、生物碱和某些苷等,不能溶解蛋白质、鞣质等,一般多用于有效成分的提纯、精制及药材浸出前的脱脂或脱蜡。三氯甲烷有抑菌作用,常用其饱和水溶液作浸出溶剂。三氯甲烷虽然不易燃烧,但有强烈的药理作用,故在浸出液中应尽量除去。

4.丙酮 丙酮为无色透明、易挥发、易燃烧、易流动的液体;具微芳香气,味辛辣而甜;可与水、乙醇、乙醚、三氯甲烷、吡啶等任意混溶,能溶解油、脂肪、树脂和橡胶;水溶液对石蕊显中性,沸点为56.5℃。丙酮是一种良好的脱脂溶剂。由于丙酮与水可任意混溶,所以也是一种脱水剂。常用于新鲜动物药材的脱脂或脱水。丙酮也具有抑菌作用。有一定的毒性,故不宜作为溶剂保留在制剂中。

5.乙醚 乙醚为无色、透明、易流动的液体,具有特殊嗅味,味微甜而有灼烧感。沸点约35℃。是非极性的有机溶剂,微溶于水(1∶12),可与乙醇、苯、三氯甲烷、己烷、不挥发油、挥发油等混溶。其溶解选择性较强,可溶解树脂、游离生物碱、脂肪、挥发油、某些苷类。大多数溶解于水中的有效成分在乙醚中均不溶解。乙醚有强烈的药理作用。沸点34.5℃,有极强的挥发性和可燃性,其蒸气与空气混合可燃烧或剧烈爆炸,且价格昂贵,一般仅用于有效成分的提纯精制。本品为全身麻醉药,吸入过量会引起心跳骤停,有一定毒性,在操作中应防护,不宜过量吸入。

6.超临界流体(supercritical fluid,SF) 随着中药现代化进程的加快,超临界流体萃取技术(supercritical fluid extraction,SFE)被应用到中药有效成分或有效部位的提取和分离中,并发挥了重大作用。超临界流体指某种气(或液)体或气(或液)体混合物在操作压力和温度均高于临界点时,其密度接近液体,而其扩散系数和黏度均接近气体,其性质介于气体和液体之间的流体。超临界流体萃取技术是利用超临界流体为溶剂,从固体或液体中萃取出某些有效成分,并进行分离的技术。可作为超临界流体的气体很多,如二氧化碳、乙烷、乙烯、环己烷、异丙醇等,其中二氧化碳为通常使用的超临界流体,适合于分离挥发性物质及含热敏性组分的物质。

(二)浸出辅助剂

浸出辅助剂(leaching additional ingredients)是指针对欲提取的有效成分或有效部位的理化性质,加入浸出溶剂中,以增加浸出效能的物质。其主要作用为增加欲浸出有效成分或有效部位在选用溶剂中的溶解度,以提高浸出率;增加有效成分或有效部位在浸出过程中的稳定性,减少水解、氧化等;以及除去或减少某些无效成分(杂质)或有害成分。

从中药、天然药物中浸出或提取有效成分或有效部位,常用的浸出辅助剂有酸、碱、稳定剂和表面活性剂。

1.酸 常用作浸出辅助剂的酸包括硫酸、盐酸、醋酸、酒石酸、枸橼酸等。加酸的目的主要是促进生物碱的浸出,提高部分生物碱的稳定性;使有机酸游离,便于用有机溶剂浸提;除去酸不溶性杂质等。如乌头总生物碱的提取,加入适量的盐酸成盐,可大大提高总生物碱的提取转移率。为发挥所加酸的最好效能,可将酸一次加入最初的少量浸提溶剂中,当酸化溶剂用完后,只需使用单纯的浸出溶剂。酸的用量不宜过多,根据欲提有效成分或有效部位的理化性质,以能维持一定的pH值即可。

2.碱 氨水是一种挥发性弱碱,对有效成分破坏作用小,易于控制其用量,常用作浸出辅助剂。氢氧化钠也是较常用的碱。对于特殊浸提,常选用碳酸钙、氢氧化钙、碳酸钠等。加碱的目的是增加有效成分的溶解度和稳定性。例如,浸提甘草时在水中加入少许氨水,能使甘草酸形成可溶性铵盐,保证甘草酸的完全浸出;浸提远志时,在水中加入少量氨水,可防止远志酸性皂苷水解,产生沉淀。另外,碱性水溶液可溶解内酯、蒽醌及其苷、香豆精、有机酸、某些酚性成分。但碱性水溶液亦能溶解树脂酸、某些蛋白质,使杂质增加。

3.稳定剂 某些有效成分或有效部位可因加入稳定剂而延缓分解或不出现沉淀。稳定剂包括抗氧剂和抗氧增效剂、抗水解剂等。如蛋氨酸、依地酸二钠、抗坏血酸、枸橼酸加入醇中浸出银杏叶有效成分,可防止黄酮氧化和萜类内酯水解,提高转移率。人参、远志药材提取其皂苷时,加入稍过量的氨溶液,使pH在弱碱性可防止酸性皂苷的水解。

4.表面活性剂 对于富含油脂的药材,在浸提溶剂中加入适宜的表面活性剂,能降低药材与溶剂间的界面张力,使润湿角变小,促进药材表面的润湿性,加速有效成分或有效部位的浸出,提高提取转移率。如用水煮醇沉淀法提取黄芩苷,加入适量吐温-80可以提高其收得率。

5.甘油 甘油与水及醇均可任意混溶,但与脂肪油不相混溶。本品为鞣质的良好溶剂,将其直接加入最初少量溶剂(水或乙醇)中使用,可增加鞣质的浸出;将甘油加到以鞣质为主成分的制剂中,可增强鞣质的稳定性。 jl5o2Z3MQ3buJBoiUIlfjadpWWtaGGdEXcoschNvw4k+vICwAvSOGyahm4TjZeEy

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